Side 1

Den spesifikke motstanden til lederen avhenger av temperatur, trykk, materiale, etc., som et resultat av at motstanden til lederen også avhenger av disse faktorene. Av størst praktisk betydning er avhengigheten av resistivitet, og dermed motstanden til lederen, av temperatur. I generell sak dette forholdet er ganske komplekst.

Den spesifikke motstanden til ledere er ikke en konstant verdi, men avhenger av temperaturen. For alle metaller øker motstanden med økende temperatur. For små temperatursvingninger følger resistivitetens avhengighet av temperaturen en lineær lov. For hvert metall er det en viss temperaturkoeffisient av motstand a, som bestemmer endringen i lederens resistivitet, referert til en ohm med en temperaturøkning med GS.

Den spesifikke motstanden til ledere varierer fra 10 - 6 til 10 - 2 ohm-cm, og teknisk dielektrikum fra 109 til 1020 ohm-cm. Disse grensene er til en viss grad vilkårlige, men de gjenspeiler omtrent de representasjonene som er etablert i teknologi.

Den spesifikke motstanden til en leder er motstanden til en ledning med en lengde på I m og et tverrsnittsareal på 1 mm2 ved en temperatur på 20 C.

Resistiviteten til ledere og ikke-ledere avhenger av temperaturen.

Den spesifikke motstanden til ledere av den første typen avhenger av temperaturen. Som regel øker den med økende temperatur. Unntakene er grafitt og kull.

Jo lavere resistiviteten til lederen er, jo mindre varme (ved samme strøm) frigjøres i den. I tilstanden av superledning, når resistiviteten blir umåtelig liten, frigjøres ingen merkbar mengde varme i lederen under strømmens passasje. Siden i dette tilfellet energien til strømmen ikke er bortkastet noe sted, så en gang opphisset i en lukket superleder da; opprettholdes i det på ubestemt tid uten forbruk av energi fra utsiden.

En endring i resistiviteten til en leder under påvirkning av strekk- eller trykkkrefter kalles den tensoresistive effekten. Den er preget av belastningsfølsomhet, som etablerer en sammenheng mellom den relative endringen i motstand og relativ deformasjon.

Her er p resistiviteten til lederen, resten av betegnelsene er dechiffrert i forrige oppgave.

Hva bestemmer resistiviteten til en leder.

Hvis verdien av resistiviteten til lederen p ikke var avhengig av dens temperatur, forholdet mellom tillatt strømtetthet / 1DOp og tillatt temperaturøkning for lederen ved kortslutning ville vært relativt enkelt. I virkeligheten endres resistiviteten p når lederen varmes opp, og forholdet mellom strømtetthet og temperaturstigning blir mer komplekst.

For å øke resistiviteten til ledere brukes legeringer av flere metaller. Det har blitt fastslått at bare legeringer med uordnet struktur har høye verdier av resistivitet og lave verdier for temperaturkoeffisienten. Legeringer med uordnet struktur kalles de i krystallgitteret som det ikke er noen regelmessig veksling av metallatomer som utgjør legeringen. Disse legeringene utgjør en gruppe ledende materialer med høy resistivitet og lave verdier av temperaturkoeffisienten for resistivitet. Alle de listede ledergruppene har høy plastisitet, noe som gjør det mulig å oppnå ledninger med en diameter på opptil 0,01 mm og bånd med en tykkelse på 0,05 - 0,1 mm.

Motstanden til en leder avhenger av dens størrelse og form, samt av materialet som lederen er laget av.

For en homogen lineær leder er motstanden R direkte proporsjonal med lengden ℓ og omvendt proporsjonal med tverrsnittsarealet S:

hvor ρ er den spesifikke elektriske motstanden som karakteriserer materialet til lederen.

§ 13.4 Parallell- og seriekobling av ledere

På seriekobling av ledere

EN ) strømstyrken i alle deler av kretsen er den samme, dvs.

b) den totale spenningen i kretsen er lik summen av spenningene i dens individuelle seksjoner:

c) den totale motstanden til kretsen er lik summen av motstandene til de enkelte lederne:

eller

(13.23)

På parallellkobling av ledere følgende tre lover gjelder:

a) den totale strømmen i kretsen er lik summen av strømmene i de enkelte lederne:

b) spenningen på alle parallellkoblede deler av kretsen er den samme:

c) den resiproke av den totale motstanden til kretsen er lik summen av de resiproke av motstanden til hver av lederne separat:

eller

(13.24)

§ 13.5 Forgrenede elektriske kretser. Kirchhoff regjerer

Når du løser problemer, sammen med Ohms lov, er det praktisk å bruke to Kirchhoff-regler. Når du setter sammen komplekse elektriske kretser, konvergerer flere ledere på noen punkter. Slike punkter kalles noder.

Kirchhoffs første regel er basert på følgende betraktninger. Strømmene som strømmer inn i en gitt node bringer en ladning inn i den. Strømmene som strømmer fra noden bærer bort ladningen. En node kan ikke akkumulere en ladning, så mengden ladning som kommer inn i en gitt node på en viss tid er nøyaktig lik mengden ladning som fraktes bort fra noden på samme tid. Strømmer som strømmer inn i en gitt node regnes som positive, strømmer som strømmer ut av en node regnes som negative.

I følge Kirchhoffs første regel , den algebraiske summen av styrken til strømmene i lederne som kobles til noden er lik null.

(13.25)

I 1 + I 2 + I 3 +….+ I n =0

I 1 + I 2 \u003d I 3 + I 4

I 1 + I 2 - I 3 - I 4 =0

Kirchhoffs andre regel: den algebraiske summen av produktene av motstanden til hver av seksjonene i enhver lukket krets i en forgrenet likestrømskrets og strømstyrken i denne seksjonen er lik den algebraiske summen av EMF langs denne kretsen .

(13.26)

E Denne regelen er spesielt praktisk å bruke i tilfellet når den ledende kretsen inneholder ikke én, men flere strømkilder (fig. 13.8).

Når du bruker denne regelen, er retningene til strømmene og bypass valgt vilkårlig. Strømmer som flyter langs den valgte sløyfeomløpsretningen regnes som positive, og strømmer som strømmer mot bypassretningen regnes som negative. Følgelig anses EMF for de kildene som forårsaker en strøm som faller sammen i retning med kretsbypasset som positiv.

ε 2 –ε 1 =Ir 1 + Ir 2 + IR (13,27)

Side 2

Temperaturavhengigheten til motstanden til metallledere er mye brukt i konstruksjon for å lage motstandstermometre. Ved å plassere en spiral med kjent motstand 7.0 inn i ovnen og måle dens motstand Rt, kan man bestemme temperaturen i til ovnen i henhold til (15.10). På den annen side har denne temperaturavhengigheten dårlig innflytelse på driften av presisjons elektriske måleinstrumenter, endre motstanden til sistnevnte når ytre forhold endres.

I følge den elektroniske teorien oppstår motstanden til metallledere mot elektrisk strøm på grunn av det faktum at strømbærere - ledningselektroner, under deres bevegelse, opplever kollisjoner med ioner krystallgitter. I dette tilfellet overfører de bevegelige elektronene til ionene en del av energien de har tilegnet seg under deres frie vei inn elektrisk felt. Forskjellen i motstanden til forskjellige metaller forklares av forskjellen i den gjennomsnittlige frie banen til elektroner og antall frie elektroner per volumenhet av metallet.

Med en økning i temperaturen øker motstanden til metallledere, og med en nedgang reduseres den.

Når temperaturen endres, endres motstanden til metallledere (ved vanlige temperaturer) i henhold til loven R Ro (1 - f - 0 004&), hvor / 4 er motstanden ved 0 C og & er temperaturen i Celsius. Denne loven gjelder for de fleste rene metaller. En leder hvis motstand ved 0 C er 10 ohm blir jevnt oppvarmet fra 8j 20 til 02 200 innen 10 minutter. På dette tidspunktet strømmer en strøm under en spenning på 120 V gjennom den.

I følge den elektroniske teorien oppstår motstanden til metallledere mot elektrisk strøm på grunn av det faktum at strømbærere - ledningselektroner, under deres bevegelser, opplever kollisjoner med ioner i krystallgitteret. I dette tilfellet overfører de bevegelige elektronene til ionene en del av energien de har tilegnet seg under deres frie løp i det elektriske feltet. Forskjellen i motstanden til forskjellige metaller forklares av forskjellen i den gjennomsnittlige frie banen til elektroner og antall frie elektroner per volumenhet av metallet.

Hva bestemmer motstanden til en metallleder.

Når temperaturen endres, endres motstanden til metallledere (ved ordinære temperaturer) i henhold til loven R RQ (l 0 0040), der D0 er motstanden ved 0 C og 9 er temperaturen i Celsius. Denne loven gjelder for de fleste rene metaller. En leder hvis motstand ved 0 C er 100 m varmes jevnt opp fra 0 20 til 02 200 innen 10 minutter.

Med en økning i temperaturen øker motstanden til metallledere, og med en nedgang reduseres den.

Når temperaturen endres, endres motstanden til metallledere (ved vanlige temperaturer) i henhold til loven R - R0 (l - f 0 0046), der Ro er motstanden ved O GC og 6 er temperaturen i Celsius. Denne loven gjelder for de fleste rene metaller. En leder hvis motstand ved 0 C er 10 ohm blir jevnt oppvarmet fra 8i 20 til 62 200 Oe innen 10 minutter. På dette tidspunktet strømmer en strøm under en spenning på 120 V gjennom den.

Eksperimenter viser at motstanden til metallledere avhenger av størrelsen på lederen og materialet som lederen er laget av.

Hvilket fenomen fører til en økning i motstanden til en gitt metallleder.

AR og CR, bestemmes av forholdet mellom motstandene til metalllederne mellom rammen og katoden, på den ene siden, og mellom rammen og anoden, på den annen side. Hvis du velger motstanden til lederen som kobler rammen til anoden, slik at hver av verdiene til AR og CR er i området 0 8 - 1 5 V (med en spenning på cellen på 2 3 V) , da vil ikke rammen være i stand til å delta i den elektrokjemiske prosessen på overflaten, ingen gassformig hydrogen eller oksygen frigjøres. Hvis imidlertid rammen kobles til anoden ved hjelp av en leder med lav motstand, kan rammepotensialet forskyves så mye til anodesiden at rammeoverflaten vil bli involvert i elektrokjemisk arbeid som en anode med frigjøring av oksygen til katoden plass og forurensning av hydrogen med oksygen.

Motstandsmetoden er basert på å ta hensyn til endringen i motstanden til en metallleder fra dens temperatur.

Den totale motstanden til jordingsanordningen er summen av motstandene til metallledere, jordingsnedstigninger og motstanden som jorden utøver for å spre seg elektrisk strøm. Den aktive motstanden til metallledere og jordledninger er så liten sammenlignet med spredningsmotstanden at den vanligvis neglisjeres. Derfor betyr begrepet motstand til en jordingsenhet ikke noe mer enn motstanden som jorda som omgir metallledere gir til passering av elektrisk strøm. I prosessen med å tømme strøm ned i bakken, får jordelektroden et potensial i forhold til fjerne punkter på jorden, lik størrelsesorden spenningsfallet forårsaket av strømmen som går i bakken.